DE19547873C1 - Load changeover device for stage-transformer step switch - Google Patents
Load changeover device for stage-transformer step switchInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Lastumschalter mit leistungslos schaltenden Dauerhauptkontakten für einen Stufenschalter an einem Stufentransformator gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches.The invention relates to a diverter switch with no-load switching Permanent main contacts for a tap changer on a tap transformer according to Preamble of the first claim.
Ein solcher Lastumschalter ist aus der DE-PS 27 47 489 bekannt.Such a diverter switch is known from DE-PS 27 47 489.
Ein solcher bekannter Lastumschalter weist für jede zu schaltende Phase jeweils Hilfs- und Hauptkontaktpaare aufs die bei jeder Lastumschaltung nacheinander betätigt werden. Er weist weiterhin für jede zu schaltende Phase zwei Dauerhauptkontaktpaare aufs von denen jeweils ein Kontaktpaar im stationären Zustand den Dauerstrom führt.Such a known diverter switch has auxiliary and for each phase to be switched Main contact pairs that are operated one after the other with each load changeover. It also has two permanent main contact pairs for each phase to be switched one pair of contacts in the steady state carries the continuous current.
Der bekannte Lastumschalter ist zylindrisch aufgebaut; sein Gehäuse besteht aus Zylinderschalen, die die feststehenden Haupt- und Hilfskontakte tragen. Im Inneren sind sektorförmig die zugehörigen beweglichen Haupt- und Hilfskontakte angeordnet, die von einer zentralen Schaltwelle betätigt werden.The known diverter switch is cylindrical; its housing consists of Cylinder shells that carry the fixed main and auxiliary contacts. Are inside the associated movable main and auxiliary contacts arranged by a sector central control shaft are operated.
Elektrisch parallel zu den Hauptkontakten sind jeweils leistungslos schaltende Dauerstrom bzw. Dauerhauptkontakte angeordnet, wobei die beweglichen Dauerhauptkontakte an den beweglichen Hauptkontakten angelenkt sind und mit diesem zusammen betätigt werden.Electrically parallel to the main contacts are continuous current that is de-energized or permanent main contacts arranged, the movable permanent main contacts on the movable main contacts are articulated and operated together with this.
Aus der DE-AS 19 30 719 ist es dazu bekannt, daß die an den jeweils zugeordneten beweglichen Hauptkontakten angelenkten Dauerhauptkontakte um einen Stift schwenkbar und durch Federn abgefedert sind.From DE-AS 19 30 719 it is known that the assigned to each movable main contacts articulated permanent main contacts pivotable about a pin and are cushioned by springs.
Bei dem bekannten Lastumschalter werden, wie weiter oben bereits ausgeführt, die beweglichen Dauerhauptkontakte demnach zusammen mit den zugeordneten beweglichen Hauptkontakten bewegt.In the known diverter switch, as already explained above, the movable permanent main contacts accordingly together with the assigned movable Main contacts moved.
Ein solcher Lastumschalter ist jedoch prinzipiell nur zur Realisierung solcher Schaltungen bzw. Schaltsequenzen geeignet, die einen symmetrischen Verlauf aufweisen, d. h. bei denen unabhängig von der Schaltrichtung und damit der Drehrichtung der Schaltwelle ein feststehender zeitlicher Zusammenhang zwischen der Betätigung der Hauptkontakte und der jeweils zugeordneten Dauerhauptkontakte besteht.In principle, such a diverter switch is only used to implement such circuits or Suitable switching sequences that have a symmetrical course, d. H. at them regardless of the switching direction and thus the direction of rotation of the selector shaft fixed time relationship between the actuation of the main contacts and the assigned permanent main contacts.
Mit anderen Worten: Bei einer symmetrischen Schaltung werden bei entgegengesetzter Schaltrichtung auch alle vorhandenen Haupt- und Hilfskontakte in entgegengesetzter Reihenfolge betätigt.In other words: in the case of a symmetrical circuit, the opposite Switching direction also all existing main and auxiliary contacts in opposite directions Sequence activated.
Es sind jedoch auch sog. unsymmetrische Schaltungen bekannt, beispielsweise aus der DE 42 23 439 C1 sowie der WO 95/24724 A1, die elektrische Vorteile aufweisen und besonders dann sinnvoll anwendbar sind, wenn Vakuumschalter als Schaltelemente eingesetzt werden sollen. Bei solchen unsymmetrischen Schaltungen bleibt die Bewegungsreihenfolge der einzelnen Haupt- und Hilfskontakte stets unverändert; beispielsweise wird bei der aus der WO 95/24724 bekannten Schaltung in jeder Schaltrichtung zuerst der Hauptkontakt bewegt, der Hilfskontakt folgt danach.However, so-called asymmetrical circuits are also known, for example from the DE 42 23 439 C1 and WO 95/24724 A1, which have electrical advantages and especially then are useful when vacuum switches are to be used as switching elements. With such asymmetrical circuits, the sequence of movements of the individual remains Main and auxiliary contacts always unchanged; for example in WO 95/24724 known circuit in each switching direction first the main contact moves, the auxiliary contact follows afterwards.
Die Dauerhauptkontakte, die im stationären Zustand den Laststrom führen, müssen jedoch auf alle Fälle auch bei unsymmetrischen Schaltungen als erste Kontakte zu Beginn jeder Lastumschaltung öffnen und als letzte Kontakte am Ende jeder Lastumschaltung schließen. D.h., daß bei solchen Schaltungen die Betätigung der Dauerhauptkontakten symmetrisch bleibt, die der Haupt- und Hilfskontakte jedoch unsymmetrisch ist.However, the permanent main contacts that carry the load current in the stationary state must open all cases even with asymmetrical circuits as the first contacts at the beginning of each Open the load switch and close as the last contacts at the end of each load switch. This means that the actuation of the permanent main contacts remains symmetrical in such circuits, however, that of the main and auxiliary contacts is asymmetrical.
Dies erklärt, warum der bekannte Lastumschalter mit seiner mechanischen Kopplung der Dauerhauptkontakte an die Hauptkontakte für solche Schaltungen nicht geeignet ist.This explains why the known diverter switch with its mechanical coupling Permanent main contacts to the main contacts for such circuits is not suitable.
Aufgabe der Erfindung ist es demnach, einen gattungsgemäßen Lastumschalter anzugeben, bei dem eine Entkopplung der Betätigung der Haupt- und Hilfskontakte einerseits und der Dauerhauptkontakte andererseits erfolgt.The object of the invention is therefore to provide a generic diverter switch at a decoupling of the operation of the main and auxiliary contacts on the one hand and the Permanent main contacts on the other hand.
Diese Aufgabe wird durch einen Lastumschalter mit den Merkmalen des ersten Patentanspruches gelöst.This task is accomplished by a diverter switch with the characteristics of the first Claim resolved.
Die Unteransprüche betreffen besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.The subclaims relate to particularly advantageous developments of the invention.
Der Hauptvorteil der Erfindung besteht darin, daß, unabhängig von Schaltsequenz und aktueller Stellung der Hauptkontakte, eine unabhängige Betätigung der Dauerhauptkontakte direkt von der Schaltwelle möglich ist.The main advantage of the invention is that, regardless of switching sequence and current position of the main contacts, an independent actuation of the permanent main contacts is possible directly from the control shaft.
Zwar ist es aus der DE-AS 19 30 719 an sich bereits bekannt, für einen Lastumschalter bogenförmige Schlitze vorzusehen, in welche Rollenbolzen zur Betätigung von Kontakten eingreifen. Diese Schlitze sind jedoch Bestandteil eines dreh- und schiebbaren Schaltsegmentes, das als separates Bauteil vorgesehen ist; durch sie werden zudem die Haupt- und Hilfskontakte betätigt, zu einer entkoppelten Betätigung der Dauerhauptkontakte kann diese Lösung nichts beitragen.It is known from DE-AS 19 30 719 per se for a diverter switch to provide arcuate slots in which roller bolts for actuating contacts intervention. However, these slots are part of a rotatable and slidable switching segment, which is provided as a separate component; they also become the main and auxiliary contacts actuated, this solution can do nothing to decouple actuation of the permanent main contacts contribute.
Aus der DE-OS 18 05 378 ist es weiterhin bereits an sich bekannt, einen Umschalter durch eine Doppelscheibe mit einer oberen und einer unteren, der oberen zugekehrten, Kurve, die beide geometrisch nicht identisch sind, zu steuern. Die beiden Kurven werden bei dieser bekannten Lösung gegeneinander versetzt geführt und liegen nur in ihren Endpunkten übereinander. Außerdem ist die obere Scheibe mit Sperrsegmenten versehen, die zur Verklinkung mit einer Sperrnase zusammenarbeiten. Zwischen der oberen Scheibe und der unteren Scheibe liegt dabei ein mit zwei Rollen versehener Bolzen, der derart angeordnet ist, daß er in die obere Kurve und auch in die untere Kurve eingreifen kann. Diese Anordnung dient jedoch zur Betätigung eines Widerstandsumschalters, dessen Wurzelanschluß mit einem Überschaltwiderstand in Verbindung steht. Zu einer entkoppelten Betätigung der Dauerhauptkontakte kann auch diese Lösung nichts beitragen. Zudem bedingt das notwendige Zusammenspiel der beiden unterschiedlichen Kurven einen hohen konstruktiven Aufwand.From DE-OS 18 05 378 it is also known per se, by a switch a double disc with an upper and a lower, the upper facing, curve, the both are not geometrically identical to control. The two curves are at this known solution offset against each other and are only in their endpoints on top of each other. In addition, the upper disc is provided with locking segments for Work the latch together with a locking lug. Between the top disc and the lower disc there is a bolt provided with two rollers, which is arranged in such a way that he can intervene in the upper curve and also in the lower curve. This arrangement is used to operate a resistance switch, the root connection with a Connection resistance is connected. For decoupled actuation of the This solution cannot contribute to permanent main contacts. In addition, the necessary The interaction of the two different curves requires a lot of construction.
Die Erfindung soll nachstehend anhand von Zeichnungen beispielhaft noch näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below with reference to drawings will.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Lastumschalter in schematischer Schnittdarstellung von oben, wobei nur die Dauerhauptkontakte und Mittel zu deren Betätigung dargestellt sind Fig. 1 a diverter switch according to the invention in a schematic sectional view from above, wherein only the permanent main contacts and means for their actuation are shown
Fig. 2 diesen Lastumschalter in ebenfalls schematischer seitlicher Schnittdarstellung Fig. 2 this diverter switch also in a schematic side sectional view
Fig. 3 einen Teil der Kurvenscheibe mit einer einzelnen Steuerkurve allein Fig. 3 shows a part of the cam plate with a single control curve alone
Fig. 4a und 4b diesen Lastumschalter in dreiphasiger Ausführung schematisch von oben, wobei zwei mögliche Anschlußmöglichkeiten, d. h. Zuordnungen der festen Dauerhauptkontakte an die Phasen U, V und W bei dreiphasiger Ausführung, dargestellt sind. Fig. 4a and 4b, this switch is in three-phase version schematically from above with two possible connection possibilities, that is the allocations are fixed permanent main contacts to the phases U, V and W, shown in three-phase design.
Der erfindungsgemäße Lastumschalter ist im Inneren eines Isolierzylinders 1 angeordnet, in dem zentrisch eine senkrecht verlaufende Schaltwelle 3 angeordnet ist, die auf bekannte Weise bei jeder Lastumschaltung durch einen nicht dargestellten Kraftspeicher in beiden Richtungen um einen bestimmten Winkel α gedreht wird.The diverter switch according to the invention is arranged in the interior of an insulating cylinder 1 , in the center of which a vertically extending switching shaft 3 is arranged, which is rotated in a known manner in each direction by a force accumulator (not shown) in both directions by a certain angle α.
Am Isolierzylinder 1 sind, sich ins Innere erstreckend, feste Dauerhauptkontakte 2, 16 angeordnet.Fixed permanent main contacts 2 , 16 are arranged on the insulating cylinder 1 , extending into the interior.
Fest auf der Schaltwelle 3 angeordnet ist weiterhin eine Kurvenscheibe 4, die für jede zu schaltende Phase eine Steuerkurve 5 aufweist.A cam disk 4 , which has a control cam 5 for each phase to be switched, is also fixedly arranged on the selector shaft 3 .
In die Steuerkurve 5 greift eine Rolle 8 ein. Der Zapfen im Mittelpunkt der Rolle 8 wirkt gleichzeitig als Lager 15 für zwei weitere Bauteile, die dadurch beweglich miteinander verbunden sind: Einerseits mit dem freien Ende einer Schwinge 6, die um ein Lager 7 schwenkbar ist, andererseits mit dem freien Ende eines Hebels 9, der wiederum in einem weiteren Lager 12 drehbar fixiert ist.A roller 8 engages in the control cam 5 . The pin in the center of the roller 8 simultaneously acts as a bearing 15 for two further components which are thereby movably connected to one another: on the one hand with the free end of a rocker arm 6 which can be pivoted about a bearing 7 , and on the other hand with the free end of a lever 9 , which in turn is rotatably fixed in a further bearing 12 .
Das Lager 12 wiederum ist auf einem beweglichen Dauerhauptkontakt 10 angeordnet.The bearing 12 is in turn arranged on a movable permanent main contact 10 .
Dieser bewegliche Dauerhauptkontakt 10 ist derart ausgebildet, daß er um ein weiteres Lager 11 verschwenkbar ist und zwei Kontaktflächen 10.1 und 10.2 aufweist, die beim Verschwenken in eine der beiden Endlagen mit jeweils einem der beiden festen Dauerhauptkontakte 2, 16 in Kontakt treten.This movable permanent main contact 10 is designed such that it can be pivoted about a further bearing 11 and has two contact surfaces 10.1 and 10.2 , which come into contact with one of the two fixed permanent main contacts 2 , 16 when pivoting into one of the two end positions.
In der (neutralen) Mittellage des beweglichen Dauerhauptkontaktes 10 dagegen findet keine Kontaktgabe statt.In contrast, no contact is made in the (neutral) central position of the movable permanent main contact 10 .
Die Stromzuführung zum beweglichen Dauerhauptkontakt 10 ist hier nicht dargestellt. Ebenso sind die Haupt- und Hilfskontakte des Lastumschalters nicht näher dargestellt.The power supply to the movable permanent main contact 10 is not shown here. The main and auxiliary contacts of the diverter switch are also not shown in detail.
Fig. 3 zeigt eine Steuerkurve 5 im einzelnen. Es ist ersichtlich, daß die Kontur im mittleren Bereich im wesentlichen eine konzentrische Kreisbahn beschreibt und im Bereich der Endstellungen sich ihr radialer Abstand zur Schaltwelle 3 vergrößert. Fig. 3 shows a control curve 5 in detail. It can be seen that the contour essentially describes a concentric circular path in the central region and that its radial distance from the control shaft 3 increases in the region of the end positions.
Die Endstellungen entsprechen dabei den beiden möglichen Lagen im stationären Zustand.The end positions correspond to the two possible positions in the stationary state.
Nachfolgend soll die Funktion des erfindungsgemäßen Lastumschalters näher erläutert werden. Wird die Lastumschaltung ausgelöst, so beginnt sich die Schaltwelle 3 zu drehen, beispielsweise entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn. Damit dreht sich auch die Kurvenscheibe 4; die formschlüssig in der Steuerkurve 5 geführte Rolle 8 bewirkt ein Verschwenken der Schwinge 6 um deren Lager 7. Dies bewirkt eine Bewegung des Hebels 9, dadurch wird der bewegliche Dauerhauptkontakt 10 um das Lager 11 verschwenkt und in seine Mittellage gebracht. Der bewegliche Dauerhauptkontakt 10 verläßt den bisherigen festen Dauerhauptkontakt 16 und geht in die neutrale Mittellage. Beim Weiterdrehen der Schaltwelle 3 werden die nicht dargestellten Haupt- und Hilfskontakte in der schaltungsbedingt vorgesehenen zeitlichen Reihenfolge betätigt, der bewegliche Dauerhauptkontakt 10 verharrt indessen in der Mittellage. Kurz vor Erreichen der Endstellung verändert sich die relative Lage der Rolle 8 bedingt durch die formschlüssige Führung in der Steuerkurve 5 wiederum, die Schwinge 6 wird wiederum verschwenkt, der Hebel 9 bewegt sich wiederum und der bewegliche Dauerhauptkontakt 10 legt sich an den anderen festen Dauerhauptkontakt 2 an und übernimmt den Laststrom; die Lastumschaltung ist damit abgeschlossen.The function of the diverter switch according to the invention will be explained in more detail below. If the load changeover is triggered, the selector shaft 3 begins to rotate, for example counterclockwise. This also turns the cam disc 4 ; the form-fittingly guided roller 8 in the cam 5 causes the rocker 6 to pivot about its bearing 7 . This causes the lever 9 to move, as a result of which the movable permanent main contact 10 is pivoted about the bearing 11 and brought into its central position. The movable permanent main contact 10 leaves the previous fixed permanent main contact 16 and goes into the neutral central position. As the selector shaft 3 continues to rotate, the main and auxiliary contacts (not shown ) are actuated in the chronological order provided for by the circuit, while the movable permanent main contact 10 remains in the central position. Shortly before reaching the end position, the relative position of the roller 8 changes again due to the positive guidance in the control cam 5 , the rocker 6 is pivoted again, the lever 9 moves again and the movable permanent main contact 10 rests on the other fixed permanent main contact 2 on and takes over the load current; load switching is now complete.
Auf der Kurvenscheibe 4 sind noch ein linker Anschlag 13 und ein rechter Anschlag 14 vorgesehen, deren Lage relativ zum Hebel 9 so gewählt ist, daß sie richtungsabhängig bei der Drehung der Kurvenscheibe 4 jeweils an einer Seite an den Hebel 9 anschlagen und damit eindeutig dessen jeweilige Schwenkrichtung und damit die Bewegungsrichtung des beweglichen Dauerhauptkontaktes 10 als Vorzugsrichtung vorgeben. Damit ist sichergestellt, daß die Rolle 8 aus der Mittellage heraus jeweils abwechselnd die entgegengesetzte Endlage der Steuerkurve 5 einnimmt und damit der bewegliche Dauerhauptkontakt 10 jeweils abwechselnd zwischen den festen Dauerhauptkontakten 2 und 16 hin- und herschaltet. On the cam disc 4 , a left stop 13 and a right stop 14 are also provided, the position of which relative to the lever 9 is selected such that they strike the lever 9 on one side depending on the direction when the cam disc 4 rotates, and thus clearly its respective one Specify the swivel direction and thus the direction of movement of the movable permanent main contact 10 as the preferred direction. This ensures that the roller 8 alternately assumes the opposite end position of the control cam 5 from the central position and thus the movable permanent main contact 10 alternately switches back and forth between the fixed permanent main contacts 2 and 16 .
Wie bereits erläutert, ist in den Fig. 1 bis 3 die gesamte Anordnung zur Betätigung der Dauerhauptkontakte jeweils nur für eine Phase dargestellt und erläutert.As already explained, the entire arrangement for actuating the permanent main contacts is only shown and explained for one phase in FIGS. 1 to 3.
Bei üblicher dreiphasiger Ausführung des Lastumschalters sind auf der Kurvenscheibe 4 drei in ihrer Kontur identische Steuerkurven 5 vorgesehen, auf einem Teilkreis um die Schaltwelle 3 herum sind drei vollständige Anordnungen zur Betätigung der jeweiligen Dauerhauptkontakte angeordnet.In the usual three-phase version of the diverter switch, three control cams 5 with identical contours are provided on the cam plate 4 , and three complete arrangements for actuating the respective permanent main contacts are arranged on a pitch circle around the selector shaft 3 .
Fig. 4a und 4b zeigen jeweils eine solche dreipolige Anordnung in schematischer Schnittdarstellung von oben. Unterschiedlich ist dabei die Beschaltung der festen Dauerhauptkontakte. FIGS. 4a and 4b respectively show such a three-pole arrangement in a schematic sectional view from above. The connection of the permanent permanent main contacts is different.
Bei Fig. 4a ist jeder bewegliche Dauerhauptkontakt einer Phase U, V, W zugeordnet, d. h. in seinen Endstellungen kontaktiert er jeweils einen der beiden festen Dauerhauptkontakte UA, UB bzw. VA, VB bzw. WA, WB einer Phase.In Fig. 4a, each movable permanent main contact of a phase U, V, W associated with, ie in its end positions it respectively contacts one of the two fixed permanent main contacts U A, U B and V A, V B, and W A, W B of a phase .
Bei Fig. 4b sind die beiden festen Dauerhauptkontakte jeder Phase zwei unterschiedlichen beweglichen Dauerhauptkontakten zugeordnet.In Fig. 4b, the two fixed permanent main contacts of each phase are assigned to two different moving permanent main contacts.
Welche Ausführung letztendlich gewählt wird, hängt von den jeweiligen Spannungsverhältnissen, der Leitungsführung und insgesamt der Bauart des Lastumschalters ab; für die beschriebene Funktion des Lastumschalters hat die Wahl der Beschaltung keine Bedeutung.Which version is ultimately chosen depends on the respective one Voltage conditions, the cable routing and overall the design of the diverter switch from; for the function of the diverter switch described, the choice of the wiring has none Meaning.
Claims (5)
daß auf der Schaltwelle (3) eine Kurvenscheibe (4) angeordnet ist, die für jede zu schaltende Phase eine Steuerkurve (5) aufweist,
daß in jede Steuerkurve (5) eine Rolle (8) eingreift, die mittels mechanischer Koppelglieder auf einen der beweglichen Dauerhauptkontakte (10) wirkt, derart, daß dieser abhängig von der Kontur der Steuerkurve (5) verschwenkbar ist,
und daß jede Steuerkurve (5) derart gestaltet ist, daß beim Schaltungsablauf der jeweilige bewegliche Dauerhauptkontakt (10) eine neutrale Mittellage einnimmt und eine gewisse Zeit in dieser verharrt, während beim Weiterdrehen der Schaltwelle (3) die zugehörigen Haupt- und Hilfskontakte in der schaltungsbedingten Reihenfolge betätigt werden. 1.Diverter switch for a tap changer, whereby there are permanent main contact pairs with electrically de-energized switching for each phase to be switched, each permanent main contact pair consisting of a fixed and a moving permanent main contact, with one of the two permanent main contact pairs being closed in the stationary state in each phase to be switched and the Continuous current leads in such a way that at the beginning of a load changeover the one which has been the permanent main contact pair so far leads the continuous current and at the end of each load changeover closes the previously open other permanent main contact pair and takes over the continuous current, and in the interior of the load changeover switch a centered switching shaft is arranged, which occurs with each load changeover is alternately rotatable in both directions by a certain angle, characterized in that
that a cam disc ( 4 ) is arranged on the selector shaft ( 3 ) and has a control cam ( 5 ) for each phase to be switched,
that a roller ( 8 ) engages in each control cam ( 5 ) and acts on one of the movable permanent main contacts ( 10 ) by means of mechanical coupling elements, such that it can be pivoted depending on the contour of the control cam ( 5 ),
and that each control cam ( 5 ) is designed in such a way that the respective moving permanent main contact ( 10 ) assumes a neutral central position and remains in it for a certain time during the switching sequence, while the associated main and auxiliary contacts in the switching-related condition when the switching shaft ( 3 ) is turned further Order are operated.
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